振动极化激元的在线腔分子动力学
化学物理
2026-04-13 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在本工作中，我们将密度泛函紧束缚（DFTB）方法与超越长波近似的光-物质哈密顿量相结合，用于传播由分子振动与Fabry-Pérot光学腔内受限辐射耦合形成的振动极化激元的动力学。这里，我们开发了一种并行传播方案，通过利用实空间表示中光-物质相互作用的稀疏性来实现轻量级CPU间通信。我们发现，对于我们的传播而言计算昂贵的Born电荷可以用计算廉价的Mulliken电荷来替代，以获得定性准确的线性光谱，特别是当光-物质相互作用项的非线性性（源于分子振动）不显著时。然而，同一方法可能不适合用于研究腔对能量传输或化学动力学的修饰，因为该近似会导致光-物质混合系统的虚假加热。我们展示了这种在线方法在计算水的角度分辨极化激元光谱方面的效用。我们将我们的实现作为一个开源计算包CavOTF发布，可在GitHub上获取。
引用
@article{arxiv.2512.03277,
title = {On-the-Fly Cavity-Molecular Dynamics of Vibrational Polaritons},
author = {Sachith Wickramasinghe and Amirhosein Amini and Arkajit Mandal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03277},
year = {2026}
}